Ученые из Университета Фудань в Шанхае разработали уникальный гибкий волоконный чип, толщина которого сопоставима с человеческим волосом. Он способен встраиваться прямо в ткань одежды, текстильных товаров, медицинских изделий и выполнять обработку данных без подключения к внешнему оборудованию. Это открывает путь к созданию умной одежды, продвинутых медицинских устройств и гаджетов виртуальной реальности.
Традиционные микрочипы на основе кремния жесткие и ломкие, они плохо подходят для гибких материалов. Команда исследователей изменила подход: вместо размещения электронных компонентов на плоской поверхности они начали с очень тонкого эластичного листа, на который наносили схемы и защитный полимерный слой. Лист затем закручивали в плотную многослойную спираль, напоминающую суши-ролл — отсюда и неофициальное название «суши-чип», которое технология Fibre integrated circuits получила по аналогии с японским блюдом.
Новая эра носимой электроники
Нестандартный способ архитектуры позволил уместить до 100 000 транзисторов на сантиметр длины волокна и сохранять работоспособность при экстремальных нагрузках. В испытаниях чип выдержал однократный наезд 15-тонного грузовика, а также 100 000 изгибов и растяжение более чем на 30%, оставаясь функциональным.
Длина волокна определяет его мощность: короткие отрезки способны обрабатывать простые сигналы, а метр такой нити содержит достаточно транзисторов, чтобы сравняться по вычислительной способности с традиционным компьютерным чипом.
Преимущество технологии — в полной автономности. В одном волокне могут сочетаться источник питания, датчики и процессор. Это означает, что изделие, например ткань, может обрабатывать данные прямо на месте, без необходимости отправлять информацию на внешние модули.
Где это работает
Авторы предлагают следующие области применения «суши-чипов»:
- Носимая электроника — одежда, которая следит за состоянием здоровья, отслеживает движения и уровень активности, а также передает информацию на внешние терминалы;
- Интерфейсы «мозг-компьютер» и мягких импланты, с заменой жестких электродов современными мягкими волокнами. Это может существенно улучшить качество нейромедицинских систем;
- Устройства виртуальной реальности и тактильные перчатки, которые могут ощущать форму и сопротивление объектов, удаленно имитируя сенсорные ощущения.
О том, как изобретательные китайцы создали ткань с функцией распознавания голоса, читайте в материале Hi-Tech Mail.
